今天凌晨，仙女“嫦娥”飄飄然向浩瀚宇宙飛去，漫天星群中，她的目標只有那一個：距離地球約38萬公里外的那座“廣寒宮”——月球。
這已經是嫦娥探測器家族中的第四位成員。嫦娥四號是嫦娥三號的備份機，從外觀上看，兩者長得幾乎一模一樣。不過，她們的功能和任務卻大不相同：嫦娥四號的目標不是月球正面，而是背面。她也將成為世界首顆在月球背面軟著陸和巡視探測的航天器。
到月球的背面去瞧瞧
月球背面是什麼？有什麼特點？要回到這些問題，就必須到月球的背面去看一看。
由於月球繞軸自轉的週期與繞地球公轉的週期相同，所以幾十億年來，它總是以同一面對著地球，而月球的背面則是一個謎題。
其實，無論從物質成分上、形貌構造上還是岩石年齡，月球的正面和背面都有很大的差異。“從成分上看，月球正面覆蓋著約60%的月海玄武岩，而背面幾乎都是高地斜長巖；月球上共有22個月海，其中19個分佈在月球正面，只有莫斯科海、智海、東海等3個很小的月海分佈在背面；從形貌構造上看，月球背面撞擊坑的密度明顯大於正面……”中科院月球與深空探測總體部主任鄒永廖在答記者問時這樣科普道。
這次嫦娥四號選擇前往月球背面，就是為了深入瞭解月球。同時，天文學家們也期望嫦娥四號能夠完成一個他們渴望已久的夢想——開展低頻射電天文觀測。
“這將是人類首次開展低頻射電天文觀測。”鄒永廖表示，在地球上，由於大氣層的屏蔽作用，科學家無法開展低頻射電的觀測，如果能在月球開展低頻射電觀測，對天文學家來說，這可是一件大事。“由於月球正面會受到地球磁環境的影響，在這裡開展低頻射電觀測效果不好；而月球背面的磁環境則非常乾淨，有利於開展試驗。”鄒永廖說。
此前，歐洲太空局曾策劃在月球背面開展低頻射電探測的科研項目，不過由於種種原因未能實現。
迎接新難度，嫦娥自身先”進階“
不過到了月球背面，一切情況未知，嫦娥不但得多長個心眼，還得強練體魄，以應對各種可能的未知情況。據悉，嫦娥四號已針對月球背面複雜的地形條件、中繼通信新的需求和科學目標的實際需要等，進行了適應性更改和有效載荷配置的調整。
在溫度控制防護方面，為了保證所有設備在月夜零下180攝氏度的環境中不被凍壞，科學家們專門為嫦娥四號配置了同位素熱源，它能將電能轉化為熱能，為儀器設備“取暖”。為了更好適應月面晝夜極熱極冷的嚴苛環境，嫦娥四號還進行了升級改造，所有設備均穿上了由關鍵材料製成的保護外衣。此外，嫦娥四號還針對行駛線路，進行了設計改進和試驗驗證。
在科學載荷方面，嫦娥四號巡視器繼承了“玉兔”當年探月的國產“三大件”，即全景相機、紅外成像光譜儀和測月雷達，此外，還多了一個“殺手鐧”，那就是與瑞典合作的中性原子探測儀，這將是人類探月史上首次在月表開展這項探測活動。
除此之外，將離開嫦娥四號執行任務的巡視器也比”玉兔“有了更大的改良：它既不怕極熱極冷的月球氣候，又能完成更多新任務。
降落艾特肯盆地
當一切準備就緒，在太空漫行一段時間後，嫦娥四號將降落她在月球的新家——月球南極附近的艾特肯盆地。
這個”新家“可不同一般，它是整個太陽系固體天體中存在最大、最深的盆地，直徑約2500公里，深度約12公里。”其90%的面積都分佈在月球背面，只有一小部分在月球正面。“鄒永廖說，藉助這個有利地形，科學家們可以獲取月球深部物質的信息。”
此前，美國、蘇聯都曾著陸並巡視探測過月球的克里普巖地體、斜長高地巖地體，只有這塊艾肯盆地目前還是塊”處女地“，靜靜得等待著嫦娥前來解密。”歐洲很早就提出想去艾肯盆地進行就位探測的設想，但由於各種原因沒有實施。此次，我國搶先一步，相信會在科學上有很大的驚喜。“鄒永廖說。
>>>附現場問答實錄
那麼，月球背面為何值得“走一趟”？中國科學院國家空間科學中心副主任、中科院月球與深空探測總體部主任鄒永廖，詳解了嫦娥四號選擇月球背面著陸科學上的五大原因。
原因一：月球背面著陸前所未有
月球背面那麼大，科學家想去看看。
從上世紀五十年代起，人類發射到月球的探測器已經有100多次。“但是從著陸就位探測來說，月球背面一次都沒有。”鄒永廖表示，“嫦娥四號一旦成功，標誌著國際首次在月球背面實現著陸和巡視探測，這是創造歷史的重大成就。”
鄒永廖介紹：“無論從物質成分上、形貌構造上，還是岩石年齡上，月球正面和背面都有很大的差異。”
比如，從成分上看，月球正面大約60%的面積，都被一種名為“月海玄武岩”的巖體覆蓋，而背面則幾乎是另一種巖體——“高地斜長巖”。同時，月球上22個月海中19個較大的月海都分佈在月球正面，而月球背面只有東海、莫斯科海、智海等3個很小的月海；從形貌構造上看，月球背面撞擊坑的密度明顯大於正面；從年齡上看，月球背面則都是更加古老的岩石。
原因二：艾肯盆地——人類從未去過的“處女地”
嫦娥四號選擇月球背面一個名為“艾肯盆地”的地方著陸。
目前，科學家把月球的大地構造單元粗略劃分為三大地體，即斜長高地巖地體、克里普巖地體和艾肯盆地地體。
鄒永廖指出，斜長高地巖地體和克里普巖地體，美國和前蘇聯都著陸巡視探測過，只有艾肯盆地地體沒有近距離就位探測。“科學家相信，這塊區域目前就近距離巡視探測而言，屬於一塊‘處女地’，在科學上會有很多新的發現。”他說。
原因三：背面岩石更古老
“月球背面的岩石更加古老。”鄒永廖說。對科學家而言，這無疑是一個好消息。嫦娥四號前往艾肯盆地，必將獲取更古老岩石的信息。
鄒永廖表示，從時間維度上，如果我們獲取更古老的岩石類型等物質成分信息，將對了解月球的化學成分演化過程大有幫助。
原因四：揭開“39億年撞擊高峰”之謎
艾肯盆地直徑約2500公里，深度約12公里，90%以上分佈在月球背面。“這是目前所知整個太陽系最大、最深的盆地。”他表示。
對艾肯盆地開展探測有可能揭開“39億年撞擊峰值”的科學之謎。此前，科學家從太陽系撞擊歷史中發現一個奇特的規律，在地球、月球形成的46億年曆史中，撞擊密度、頻度和力度最高的時候，並不是最初的46億年，而在39億年，其原因困擾科學界已久。
“據科學家初步分析，艾肯盆地可能就是在39億年撞擊產生的。”鄒永廖表示，“嫦娥四號到這裡精細探測，也許會為我們打開‘39億年撞擊峰值’這個科學之謎的一扇門。”
此外，科學家為月球車探測艾肯盆地專門設計了一條“路線”，能夠獲取地形地貌、物質成分及淺層結構等信息，將在國際上首次建立月球“綜合地質剖面”。“這將對了解這個區域的地質演化歷史和細節做出重大貢獻。”鄒永廖說。
原因五：填補低頻射電觀測空白
嫦娥四號將到達的月球背面是天文學家夢寐以求的觀測場所，將填補低頻射電觀測的空白。
天文學上，不同頻段的電磁波代表著來自宇宙的不同信息。目前，傳統光學、紅外及射電等波段的天文觀測已得到長足發展。由於屏蔽作用，在地面上無法開展低頻射電的觀測。同時由於地球電磁環境的原因，在月球正面開展低頻射電觀測效果不理想。
鄒永廖指出：“月球背面的電磁環境非常乾淨，在那裡開展低頻射電探測，全世界天文學家都很感興趣。”
在天文學家看來，能夠在月球上開展低頻探測，將在太陽爆發、恆星形成、星系演化及宇宙早期狀態等科學問題有新發現。據瞭解，圍繞到月球背面開展低頻射電探測，歐空局曾制定過詳細目標，但由於種種原因未能實施。
“中國探月工程率先實現這一目標，我相信在科學上會有很多產出。”鄒永廖表示。
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